Question

9．常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体．小明很好奇，设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物．
（1）探究生成的气体是什么？用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中．说明生成的气体是H₂．
（2）探究试管中剩余固体成分是什么？
【查阅资料】

常见铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
颜色、状态	黑色粉末	红棕色粉末	黑色晶体
能否被磁铁吸引	否	否	能
能否与盐酸反应	能	能	能

【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引．
【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe与Fe₃O₄；猜想二：剩余固体是Fe₃O₄．

实验操作	实验现象及结论
取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸．	若固体不溶解，也没有气泡冒出，剩余固体是Fe3O4．若固体部分溶解，有气泡冒出，剩余固体是Fe与Fe3O4．

【实验探究】

Answer 1

分析 实验探究铁粉与水蒸气反应，当然需要H₂O作为反应物；有爆鸣声、密度小，说明是H₂；能被磁铁吸引的只有Fe与Fe₃O₄，则猜想一Fe与Fe₃O₄；又不可能只有Fe没有其他反应产物，猜想二是Fe₃O₄；验证猜想一与猜想二，关键是否含有Fe．．

解答 解：（1）用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中．说明生成的气体具有可燃性、密度小于空气，再根据反应物为“铁与水蒸气”，则是 H₂．
【猜想与假设】能被磁铁吸引的只有Fe与Fe₃O₄，则猜想一Fe与Fe₃O₄；又不可能只有Fe没有其他反应产物，猜想二是Fe₃O₄；验证猜想一与猜想二，关键是否含有Fe．
【实验探究】根据铁与稀盐酸反应产生气体，取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸，若固体不溶解，没有气泡冒出，则剩余固体是Fe₃O₄．若固体部分溶解，有气泡冒出，则剩余固体是Fe与Fe₃O₄．
故答案为：
（1）H₂；【猜想与假设】Fe₃O₄；【实验探究】固体部分溶解，有气泡冒出．

点评 本题考查铁及其化合物的性质实验，题目难度较大，注意利用题目中的信息进行分析．